西翻豳隧 施工技术与应用 ＧＰＳ定位系统在水电站施工控制网中的应用 杨立波 中国水利水电第八工程局有限公司 摘要：水电站的工程作业有三大特征：工程复杂、具有多样性、具有网络性。建立起以ＧＰｓ为基础的全方位的控制系统来指导建 设水电站有着非常重大的意义。本文通过水电站的建设来说明以ＧＰｓ系统为基础的控制系统在施工过程的整体布置以及对对工程 的问题的处理过程。 关键词：ＧＰＳ；水电站；控制网 ０引言 随着ＧＰＳ网点覆盖面越来越广，更多的工程项目开始借助ＧＰＳ收集信息， 来估计工程数据、进行工程设计、开展项目实施等，ＧＰｓ能提高数据的准确 度，提高工程建设的效率。在ＧＰＳ定位系统的基础上建立全覆盖性的网络控 制系统在指导水电站建设上有着非常重大的意义。 １ ＧＰＳ技术运用概况 ＧＰＳ系统是以无线定位进行导航，能全球覆盖，并且可以不受气候影响， 具有全能性、连续眭和实时ｌ生等特点，能准确定位、确定时间、进行导航。ＧＰＳ系 统提供的数据非常广泛，首先具备三维性，可以进行定点监控，其次还具有时间 性和速度性。ＧＰＳ系统由三个部分组成：监测站、卫星星座和用户服务设备。 １．１ ＧＰＳ－￣星星座 卫星星座是组成ＧＰＳ定位系统的三大部分的空间部分，主要组成是２１工 作卫星以及３颗备用卫星，２１颗卫星分布在６个运行轨道上，轨道的倾角是５５ 度，六个轨道上的２１颗卫星围绕着地球不断的运行，可以将地球表面进行全 覆盖，可以得到地球上各个角落、各个方位以及即时的时间等信息，再借助先 进的卫星定位技术，使得ＧＰＳ系统实现时间上连续的导航。 １ ２检测站 ＧＰＳ系统的主要的地面控制系统就是监测站。在全球各个地方建造几个 跟踪基地，以此为基础，形成检测网络，构成地面控制系统，将空间卫星与用 户设备连接起来，通常情况，地面监控系统有一个主控基地，在其之下，有三 个注入基地和五个检测基地，主控基地的作用是全方位的监控整个地面的监 控网络，然后收集分散监控基地收集的信息，再对其进行分析，对每一个卫星 所处的位置进行定位，计算卫星钟的偏差数值，对其进行纠正。注入地基的目 的将主控基地分析和提供的数据送入正在上空运行的卫星当中去，将指令传 输出去并下达到卫星系统。检测基地的主要作用获取卫星观测到的有关数 据，然后以最快的速度将获取到的数据传人主控基地中，监控基地由以下设 备组成：原子钟，气象数据收集传感器，用户接受设备，数据初步处理设备等。 １．３用户服务设备 ＧＰＳ的用户应用部分是用户服务设备。该设备由数据处理程序、ＧＰＳ接收 机和用户设备组成，通过向卫星系统发出信号，并接受卫星传达的信号，达到 导航的目的，实现定位。 ２ ＧＰＳ的系统特征 ＧＰＳ的应用越来越广，设备越来越多，带动了工业生产的巨大发展，也给 人们的生活带来了极大的便利。总的说来，ＧＰＳ的特点有以下几点：定位精 确，观测迅速，站点相互不干扰，能获取三维信息，操作简单，能连续工作，应 用范围广。 ２ １定位精确 ＧＰＳ系统的测量精确度达到５ｍｍ＋５ｐｐｍ水平，比较精确。相关数据表明， 在方圆５０公里范围内，ＧＰＳ系统的测量精确度在１０—６；当测量范围在方圆１００ 公里￣１５ｏｏ公里之间时，测量的精确度在１０—７；如果测量的范围在方圆１０００公 里以上时测量的精确度可在１０—９，、适合当前生活需要和生产应用。 ２．２快速观测 依据相关研究资料表明，当前，测量范围如果是２０公里，相对于表态，定 位的时间仅仅是１５分钟，如果距离流动基站和基准站点周围１５公里以内时， 快速表态相对定位在２分钟之内，动态相对定位可以做到即时定位，计算单位 是秒。南此可知，ＧＰＳ可以实现快速定位，即时监控。 ２ ３站点独立 ‘４１２‘ ＧＰＳ监控系统中，检测站点相互之间不需要进行信息交流，只要保证站 点的上空空间比较开阔，不妨碍信息的传递。换句话说，各个检测站点之间并 没有关联性，以此为基础建设ＧＰＳ网络系统，其成本大大降低，也可以根据实 际需要对监控基站进行灵活选择建设基地。 ２ ４三维呈现 ＧＰＳ系统可以收集三维空间的数据，ＧＰＳ系统在检测时可以借助不同的 测量方法同时测量地表的平面和高度，然后对测量得到的数据进行整合，建 立三维坐标体系，实现准确检测和精确定位。 ２．５操作简便 ＧＰＳ系统的自动化技术不断更新、不断完善，使得ＧＰＳ系统适用性更强， 具有更灵活的操作性，同时，随着科技的发展，ＧＰＳ系统的接收系统朝着体积 小的方向发展，使用更加轻便，工作人员因此不用大强度的劳动，操作起来也 更加轻松。在ＧＰＳ系统的应用技术上，我国位于国际先进水平，ＧＰＳ操作系统 使用起来也更加智能化。 ２．６连续工作 ＧＰＳ由于其优良的性能和特点，其工作状态不受天气影响，该系统可以 在各个气候下、各个时间段进行观测。 ２ ７应用广泛 随着科技的发展和社会的进步，ＧＰＳ朝着大众化的方向发展，越来越普 及了，当前其不仅在相关专业工作环境中有着广泛的应用，在人们的日常生 活中也有着很广泛的应用，使人们的生活更加方便。 ３ ＧＰＳ系统水电站的控制网中的应用 某水电站位于渡河干流的 一级支流上，拟建设一个Ｃ型的 小型水力发电站，主要作为发 电用，在水电站工程设计中，布 置ＧＰＳ位点，并利用现有的资 源，在软件系统的协助下，对 ＧＰＳ控制网络进行计算。进过初 步预计，该水力发电站需要布 置ｌ８个ＧＰＳ监控点，并且直接以 该市的坐标体系为依托，将独 立的控制系统接人。通过对施 图１导线网路线示意图 Ｔ现场进行测绘，综合考虑设计状况，导线网路线示意图如图１所示。 选择山谷为ＧＰＳ的监控区域，运用双时段控制系统进行检测，收集相关数 据，同时为了获取更加准确的同步观察数据，延长监控时间。采取Ｔｒｉｍｂｌｅ５７００ 双频接收机做观测器材，一共有四台机器，精确度是（５＋ｌｘ１０ ）ｍｍ。 ３１数据处理 收集观测仪器获取的ＧＰＳ数据，利用ＴＧＯ软件和控制系统数据处理软件 对这些数据进行分析，分析步骤包括以下几点：ｆ】）解算基线，在调制功能的作 用下，得到双差固定解，并且对观测得到的数据进行编辑和筛选，将一些质量 不好的数据或者明显有问题的数据除去，对模型进行相关处理，有关的设置 定为缺省值，运用广播星历中的钟差参数，修正卫星时钟的模型，检测伪距离 进行并进行相关计算，获取钟差并对接收机器的时钟差进行调整，借助Ｌｃ观 测值，消除电离层的反射带来的影响，借助－Ｊ：：Ｈｏｐｆｉｌｅｄ模型修正对流层的折 算，在这些数据的一同作用下，能够获得质量比较高的解算值。在全过程中， 大概有十分之一个数据被除掉了。（２）借助于ＰｏｗｅｒＡＤＪ软件，对ＧＰＳ系统的网 平差进行计算，将得到的基线解代入软件中，进行三维无约束平差，先对起始 计算数据进行设定，然后对已知的数据进行检验，然后进行二维约束平差，得 施工技术与应用 到结果后，将数据传进水电站施工的控制系统中，在应用软件的过程中，利用 囝四圈 高斯投影处理控制网的边长，将边长规划在参考的椭球面上，由此该系统挂 靠在了该市的ＧＰＳ的坐标系中，所以进一步实施改化计算变长，利用ＶＢ程序 进行编程，对坐标系的相关参数进行计算。 ３．２评定精度以及控制检测基线的粗差 ４结语 该水力发电站的ＧＰＳ控制系统在进行配置时，对现有的资源进行了合理 配置，极大的降低了建设成本，并且通过上述方式对ＧＰＳ施工控制系统进行 构建和运算时，得到的数据处理结果非常合理，相关的数据问题得到了有效 的解决，构建了良好的水电施工控制系统。鄙人认为，对于精度更高的ＧＰＳ的 络中整体观测的精确度，通常会出现边长相对中误差，地位中误差以及基线 施工系统，该方法也非常实用，该方法能更加准确地确定平差。总之，在现代 观测值相对改正数等误差。尽管这样，平差的结果与点位的实际关系是否十 科技飞速发展的时期，ＧＰＳ系统将覆盖更多的学科领域。 分符合，还需要参照一定的标准来评估。借助于高度精确的测距设备检验独 立控制网络的成果。 通过检￣ＰｏｗｅｒＡＤＪ的平差结果，可以直接了解水力发电站中ＧＰＳ控制网 在研究水力发电站的施工控制系统中，我们了解到，对ＧＰＳ的相关数据 进行准确的运算，具有非常重要的意义，偏差越小，越能降低工程成本，同时 在结算ＧＰＳ基线的过程中，通过同步环和异步环进行环检验，而且对三 能在很大程度上减缓我们的工作压力，降低人力、物力以及财力的消耗。 维无约束的平差结果进行控制，进而能判定隐藏的粗差不合格的基线参数。 通常状况下，会有一部分不合格的基线数据在控制网当中，根据基线报告，它 参考文献： 们是符合要求的，不仅如此，借助网平差报告检测，它们也有非常好的指标表 【１］徐茂林，杨风云辛冬梅彳 用ＧＰｓ技术布设ｃ级控制网的应用及精度分析Ｕ】 现。尽管如此，这些潜在的基线还是不合格的，它们的存在，使得有关位点有２ 鞍山钢铁学院学报２０１３（０１） Ｎ３厘米的误差，如果是高级的ＧＰＳ控制系统，这个看起来较小的误差产生的 ［２］肖成良ｌＧＰＳ在水利水电高等级施工控制网中的应用Ｕ】ｌ水科学与工程技术 影响是巨大的，不可忽略。 ２０１３（０９） （上接第４００页）效克服了传统测量模式的弊端，带来了良好的测量效果。 参考文献： ［３】郭华全球卫星定位系统在工程机械上的应用 建筑机械化，２０１０（７）． ［４１－￣＆华明基于ＧＰｓＲＴＫ技术的工程测量应用探讨 科技资讯，２０１０（１９）． ［１］潘浩晨２０１０（１２）． ＧＰｓ定为系统在海洋工程中的应用卟建设机械技术与管理 ［５］马成武，等．ＧＰｓＲＴＫ技术联合数字化测深仪在水下地形测量中的应用Ｅｌｉ．东 北水利水电．２０１０（７）． ［２降永胜．ＧＰＳ在河内航道控制测量中的应用 中国水运，２ｏ１１（５） ｛６１陈景斌ＧＰｓＲＴＩ澈术在地形测量中的应用与分析卟科技创业月刊，２０１０（７）． （上接第４０１页）道，便于高空施工和作业。由于新电视塔楼层分段集中分 布，有大量楼层缺失，给钢外筒施工过程中的结构稳定和登高作业带来极 大难度。通过在楼层缺失处设置『临时径向工字钢支撑，即可以作为外筒钢 柱安装定位和结构临时稳定的措施。 ５结语 通过本文对超高层钢结构建筑施工要点的研究，我们深入的认识到，其 施工的困难还是相对比较大的，在实际施工中需要根据实际的情况以及综合 技术水平进行全面的考虑。 参考文献 （８）利用气象防御技术，减少大风和雷击对高空作业的影响 由于超高层建筑的钢结构施工都是在高空作业，因此气象因素对整体施 工质量和安全起到了较大的影响，为了尽可能减小气象因素的影响，我们应 ［１】崔晓强，郭彦林．大跨度铜结构施工过程的结构分析方法研究【Ｉ】，工程力 学，２０１０，（５）：８３—８８． ［２】郭彦林，崔晓强．大跨度钢结构的施工过程中若干力学问题及探讨【ｙ】． 工业建－￣；ｇ２０１１，（１２） ． 【３］张世翔，林红星嘲结构施工安全防护策略探讨Ⅱ］．科技资讯，２０１１，（０５） ［２】张志勇 浅谈混凝土施工质量的控制Ｕ】．科技促进发展（应用版），２０１１（０４）． ［３］陈兆斌工民建混凝土施工的质量控制措施卟价值工程，２０１１（０）． 积极利用气象防御技术，减少大风和雷击对高空作业的影响，提高施工质量 和安全性。施工过程中可以委托气象站负责工程周边地区的近地和高空的气 象监测，对风力、温度、湿度和异常气候条件进行近期、中期及长期的气象预 报，必要时进行实时监测和即时报告。 （上接第４０３页）的防治措施。做好预防措施，及时发现问题、解决问题，做到事 先控制。随着建筑项目不断增多，必须加强混凝土施工质量控制措施的分析 和研究，以提出更加有效控制措施，进而提高工民建筑工程的社会效益和经 济效益。 【４］陈熙阳．对建筑工程大体积混凝土施工质量控制措施的思考ＩＪ］．中国科技纵 横，２０１２（３）． 作者简介： 伊建康，全国二级注册结构工程师 参考文献： ［１】岳本祯 工民建中混凝土施工的质量控制探讨Ｕ Ｊｌ才智，２０１１（２３） （上接第４０６页）两侧土体的部分荷载转移到管道的上部，加上不均匀性，很容 易使管道优其是顶部）产生纵向裂缝。为了改善管道受力条件，应对管道上部 及两侧回填土密实度提出要求。一般管顶以上５０ｍｍ，压实度应＞８５％，管顶 ５００ｍｍ以上至地面，按当年修路标准，压实度一般达到９０％以上，高等极应达到 ９５％以上；当年不修路，可控制在８５％以上。对于管道两侧的回填土可以采用人 工或蛙式打夯，使两侧回填土压实度＞９Ｏ％，同时两侧同步回填碾压，制止用推 ７总结 综合市政管道工程，施工组织设计是否合理，将直接影响工程投资、质量、 工期。通过对管道基础、纵向刚度、回填土压实处理的分析、论述，总结出一系 列适用于各种情况的处理方案，这些处理方案被证明行之有效的，可为沿海地 区的市政管道基础处理提供指导、借鉴作用。 土机回填管道顶及两侧回填土，确保回填土质量。 （上接第４０８页）投加的水质稳定剂配方，一般需进行水质分析，并通过动态 模拟方式确定。物理法进行水质处理，进行连续排污，连续排污的量控制是有 一用的先进技术，工程各参建单位应定期做好技术更新，不断加强人员培训，不 断推广各类新技术的发展和应用。 参考文献 定标准的。对于新安装的水系统，或是已完全除垢的系统，也可以进行每一 周或两周排污一次。 ［１］赵洪斌浅谈暖通空调安装施工中存在的问题与方法Ｕ Ｊｌ价值工程，２０１０ （３３）：１９３． 结束语 潘力试论暖通空调工程机电系统安装施工技术卟中小企业管理与科技 ２０７ 随着科学技术水平的不断发展和提高，我国建筑行业对暖通空调在机电 （下旬刊），２０１１（６）：３］李军．谈谈装饰工程施工及配套安装质量控制［Ｊ１．建材与装饰（下旬刊）， 安装施工技术的关注程度日渐加深。这不仅是现代施工技术的要求，也是包 ［ 装工程项目质量达标的重要基础。节能技术是暖通空调在机电安装施工中常 ２００８（５）：１６４．’４１３‘